Han hade varit med om att starta det 1876 och var fram till 1919 dess konservator och direktör. Under hans ledning blev det ett av de mest betydande museerna i sin art i Norden.
Grosch hade stort inflytande på norsk konsthantverk. Han gav bland annat ut planschverkenGamle norske tæpper (1889), Gamle norske billedtæpper (1901), Gammel norsk vævkunst (1913-1922).